Lebensstile und stat. Phase

Question 1

Wachstumsphasen bakterieller Kulturen

Answer 1

1. exponentielle/logarithmische Phase
2. post-exp. Phase
3. stationäre Phase

Question 1

Welche Lebensstile haben Bakterien?

Answer 1

1) Planktonisch - einzelne Zellen, die motil sind
2) Biofilm: Zellaggregationen, Zellen koordinieren sich und verhalten sich wie Gewebe

Question 2

erläutern sie die exponentielle Phase oder auch Wachstumsphase

Answer 2

(bis OD 0.3); die meisten Ressourcen werden in Ribosomensynthese investiert; das Wachstum wird maximisiert/ prioritisiert
Die Zellen sind nicht beweglich

Question 3

Erläutern sie die Post-exponentielle Phase - Quantity

Answer 3

(OD zwischen 0,3 und 3);
Wachstum wird optimisiert. Flegella wird gebildet, Zellen sind hoch beweglich, Die Genexpression variiert stark
Master-Regulator: Sigma FliA, FLhDC, cAMP-CRP
(sigma70, sigmaflia)

Question 4

Erläutern sie die stationäre Phase? - Quality

Answer 4

(OD > 3)Zellwachstum hört auf,
Zellen werden stressresistenter
Masterregulator: SigmaS - RpoS
SigmaS induziert die Expression von Curli-Fibrien und Cellulose (Extrazelluläre polymerishe Substanzen)

Question 5

Warum kann das Wachstum nicht gleichzeitig als die Stressresistenzen optimiert werden?

Answer 5

die Ressourcen sind limitiert und die intrazelluläre RNAP ist dadurch auch limitiert. Sigmafaktoren kämpfen um einen limitierten Anzahl an RNAP Kerneinheiten

Question 6

Welcher Sigma Faktor ist der genereller Stressantwort Faktor?

Answer 6

sigmaS, RpoS

Question 7

Welche Expression induziert die sigma s?

Answer 7

Curli Expression

Question 8

wofür ist cAMP zuständig

Answer 8

reichert sich an und bestimmt somit die Post-exp. Phase, hochreguliert Sigma70 und SigmaFlia -> Flagella
- sorgt für das optimierte Wachstum bei Ressourcenknappheit

Question 9

Wofür ist ppGpp zuständig? Guanosintetraphosphat

Answer 9

korreliert inversiv mit der Wachstumsrate, je kleiner die Wachstumsrate, desto mehr ppGpp - in wachsenden Zellen kaum vorhanden-> induziert RpoS-Konzentrationanstieg-> Curli Expression

Question 10

c-di-GMP Aufgabe während der Wachstumsphasen?

Answer 10

reichert sich an beim Übergang in der stationären Phase: runterreguliert die Flagellaaktivität und induziert die Synthese von Curli
besonders wichtig für die Biofilmbildung

Question 11

Was sind Sigmafaktoren?

Answer 11

Sigma factors are subunits of all bacterial RNA polymerases. They are responsible for determining the specificity of promoter DNA binding and control how efficiently RNA synthesis (transcription) is initiated.

Question 12

Was ist die Funktion von Sigma70?

Answer 12

vegetativer Sigma Faktor; Housekeeping Sigma in wachsenden Zellen,

Question 13

Was ist RpoS

Answer 13

RNAP Kern (E) + Sigma S Faktor gebunden

Question 14

Was kontrolliert RpoS vor allem?

Answer 14

vor Allem Stoffwechsel-, Membran- und andere Gene; Stressgene und Regulationsgene

Question 15

Regulation des RpoS-Levels auf zellulärer Ebene?

Answer 15

• viele Stressbedingungen induzieren RpoS: niedrige Temperatur, geringere Wachstumsrate, hohe Osmolarität
  Es werden dann RpoS-abhängige Gene angeschaltet (ung 10% aller E.Coli Genen)

Question 16

Auf welche Ebene kann man RpoS Regulieren?

Answer 16

1. rpoS mRNA Translation
2. Trsnskriptionsebene
3. Posttranslationale Ebene

Question 17

Was ist RssB?

Answer 17

Responseregulator
Teil eine 2KS
RssB muss durch eine Sensorkinase aktiviert werden (wird phosphoryliert) bevor an RpoS binden kann;
nach RpoS-Bindung wird nicht sofort dephosphoryliert: kann gleich wieder anbinden

Question 18

Transkriptionsregulation von RpoS?

Answer 18

z.B. durch ppGpp: bindet an RNAP und sinkt somit die ribosomale Genexpression;
inuziert somit RpoS Anstieg

Question 19

Regulation auf posttranslationale Ebene

Answer 19

rpoS mRNA wird unter Stress schneller umgesetzt

Question 20

Regulation der mRNA-Translation von RpoS?

Answer 20

-Erfolgt durch Regulatorproteine und kleine RNAs (sRNA)
-rpoS-mRNA ist normal gefaltet, wenig Abbau aber auch wenig Translation
- die mRNA wird durch die sRNAs aktiviert, vorher bindet Hfq (Protein) an bestimmten Stellen
-Hfq bindet auch an sRNAs und bringt diese physisch zueinander
- sRNAs sind komplimentär zu Bereich der mRNA, welche zur Faltung und Doppelstrang führen
sRNA bindet diese: Basenpaare lösen sich und es wird ein Einzelstrang

Question 21

Regulation der RpoS Proteolyse?

Answer 21

-ClpX hat RpoS als Substrat
- ohne RssB (Erkennungsfaktor) kann ClpXP RpoS nicht erkennen
- RssB-Rpos bindung: Konformationsänderung;
-

Question 22

Was für Auswirkung hat RssB für die Proteolyse der RpoS?

Answer 22

RssB wirkt limitierend für die Proteolyse;
-spezifisch für RpoS
- ist ein Erkennungsfaktor, ohne den kann ClpXP nicht RpoS erkennen

Question 23

Erklären sie den proteolytische Abbau von RpoS

Answer 23

1. RssB: Erkennungsfaktor für die Protease ClpXP
2. RssB steht unter RpoS Kontrolle- negative feedbackloop
3. RssB limitieren für den Prozess
4. RssB wird aktiviert - Phophosylierung RssB-P
5. Bindet an RpoS und am N-Terminus wird eine Stelle frei: da bindet ClpXP
6. Abbau benötigt viel ATP, unter ATP-Mangel weniger RpoS Abbau
   7- RpoS:RssB im Verhältnis 20:1, kann aber verschoben werden
7. ClpXP hat RpoS als Substrat
8. bestimmte stressbedingungen ppGpp/Curli lassen RpoS besser an RNAP dran, RssB kann nicht mehr binden- Stabilisierung

Question 24

Der Biofilmmatrix von E.coli

Answer 24

besteht aus Amyloid Curli Fibres, Expolysaccharide (Cellulose und PGA) - Die Regulation von Matrixproduktion: SigmaS und c-di-GMP - legt physische Eigenschaften fest: Kohäsion, Elastizität, makroskopische Morphologie